Die Bahnstrecke wurde zwischen 1863 und 1880 gebaut. Bis zur Fertigstellung der Bahnstrecke Salerno–Reggio di Calabria im Jahr 1895 war sie die einzige durchgehende Verbindung zum Golf von Tarent. Der Beginn der Bautätigkeiten fiel zusammen mit der Auflösung des Königreichs beider Sizilien und den damit verbundenen Schwierigkeiten. So konnte 1863 erst ein kleiner Abschnitt zwischen Battipaglia und Eboli fertiggestellt werden.
Zwei Jahre später wurde der Bauauftrag der „Società Vittorio Emanuele“ übertragen, die jedoch von Beginn an mit finanziellen Problemen zu kämpfen hatte. Erst mit der Übertragung des Projekts an die stattliche „Società per le Strade Ferrate Calabro–Sicule“ kam der Bau der Strecke merklich voran. Am 27. Dezember 1880 wurde die letzte Lücke der Strecke zwischen Potenza und Calciano geschlossen.
Im März 1944 kam es auf der Strecke zu einem der folgenreichsten Unfälle in der Geschichte der italienischen Eisenbahnen, dem Eisenbahnunfall von Balvano.[4] Ein Güterzug, auf denen in der damaligen Zeit viele Menschen illegal mitreisten, kam in einem Tunnel zwischen dem Haltepunkt Balvano-Ricigliano und dem Bahnhof Bella-Muro aufgrund der Steigung und dem Einsatz minderwertiger Kohle zum Stehen. Wegen der mangelhaften Entlüftung des 1,7 Kilometer langen Tunnels erstickten zwischen 402 und 549 Personen an einer Kohlenmonoxidvergiftung.
Ab 1986 ruhte der Verkehr aufgrund von Modernisierungsarbeiten. Die Strecke wurde 1993 komplett elektrifiziert wieder dem Verkehr übergeben.
